博爾納病*

劉雨田,孫成友,遲田英,宋 芳

(中國動物衛(wèi)生與流行病學中心,山東青島 266032)

博爾納病*

劉雨田,孫成友,遲田英,宋 芳

(中國動物衛(wèi)生與流行病學中心,山東青島 266032)

博爾納病是最初發(fā)生在德國馬匹的一種漸進性病毒性腦脊髓炎,可以感染多種動物,甚至可以感染人類,可通過直接或間接接觸分泌物或污染物而感染,其發(fā)病率較低,病死率較高。臨床癥狀各不相同,但典型的癥狀表現(xiàn)在精神、感覺、敏感性、活動性以及自主神經(jīng)系統(tǒng)方面。本病是一種免疫介導性疾病,可以持續(xù)感染。臨床上難以做出診斷,需要結(jié)合實驗室檢測來確診。博爾納病毒作為非反轉(zhuǎn)錄病毒,近年發(fā)現(xiàn)能“篡改”人類基因組。論文從博爾納病的病原學、宿主范圍、流行病學、臨床癥狀、解剖病變、免疫力、預防控制等方面進行了系統(tǒng)介紹。

博爾納病;馬;神經(jīng)癥狀;人類;精神疾病

博爾納病首次報道于200多年前的德國。1885年,博爾納病在德國Saxony州的Borna鎮(zhèn)流行,并導致大量的馬匹發(fā)病死亡,因此本病就以該鎮(zhèn)名字命名。博爾納病的病原體是博爾納病病毒(Borna disease virus,BDV),是一種高度嗜神經(jīng)病毒。BDV不僅可以引起馬、羊等家畜的自然感染,從嚙齒類動物到人以外的靈長類動物均易受到BDV的感染,而且BDV感染還可能與人類的某些精神疾病的發(fā)生相關(guān)[1]。由于地域的局限性以及典型博爾納病例的消失,該病未受到國際科學界的關(guān)注。直到近20年來,該病病毒出現(xiàn)在人類精神疾病中,并在全世界分布流行,才開始引起人們的高度重視。大阪大學微生物疾病研究所病毒系、日本科學進步協(xié)會、美國Tufts大學分子生物與微生物學系的科學家在Nature雜志上發(fā)表新的研究文章,首次發(fā)現(xiàn)人類基因組被非反轉(zhuǎn)錄病毒如BDV“篡改”的現(xiàn)象,同期Nature還配發(fā)了一篇短評文章“Virology:Bornavirus enters the genome”,指出BDV在哺乳類動物的基因組,包括人類基因組、非人類靈長類基因組、嚙齒類動物基因組和大象基因組中存在有DNA片段序列,并可遺傳給后代[2]。日本與美國科學家的這一項新的研究發(fā)現(xiàn)顛覆了經(jīng)典病毒學理論的理念,即反轉(zhuǎn)錄病毒是可以將病毒DNA基因組整合在宿主染色體上的惟一病毒。

1 病原學

BDV是一種有包膜的非分節(jié)段的單股負鏈RNA病毒,基因組為8.9 kb[1]。由于它的復制和轉(zhuǎn)錄方式非常獨特,人們將其歸類為新的病毒家族,即Borna病毒科 (Bornaviridae),單股負鏈病毒目(Mononegavirales)。該病毒顆粒呈球形,有包膜,直徑約130 nm,帶有7 nm長的刺突。病毒顆粒由細胞表面以出芽方式釋放。病毒的傳染性可以被包膜病毒的消毒劑或脂溶劑如乙醚、氯仿或丙酮破壞。病毒在 pH 3.0條件下易發(fā)生性狀改變,加熱至56℃30 min可以滅活。紫外線可以降低病毒的傳染性[3]。

研究測定了幾株BDV分離株的完整基因組序列,發(fā)現(xiàn)在野生型和試驗宿主適用型病毒間具有高度的遺傳穩(wěn)定性和同源性。說明BDV可能在沒有重大基因改變的情況下就容易適用各種動物。但是,正常的BDV突變現(xiàn)象可能也會發(fā)生,并可使其抗原決定簇發(fā)生改變,因此用單抗診斷博爾納病(BD)時要注意這種突變的情況。近來,野生型和試驗型毒株的進化分析清晰地顯示了病毒進化情況,該情況與病毒的地理性流行區(qū)域位于中歐的現(xiàn)象完全一致[4]。BDV還具有體外和體內(nèi)持續(xù)性的非細胞病變型誘導感染以及低復制率的特征。

2 宿主范圍

2.1 家養(yǎng)動物

馬和綿羊是BDV的主要感染動物,而且已經(jīng)認定為主要的自然宿主。報道還描述了BD自然病例零星發(fā)生于其他家養(yǎng)動物如除馬以外的其他馬科動物、牛、山羊和兔或伴侶動物,例如狗[5]、貓和鸚鵡[6]。BD臨床病例僅在德國、瑞士、列支敦士登和奧地利得到確認,但是BDV在動物上的感染病例分布似乎更為廣闊[7],如王長明發(fā)現(xiàn)遵義地區(qū)山羊感染BDV[8]。馬的BDV特異性抗體已經(jīng)在各大洲得到證實。

2.2 野生動物

人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn),各種動物園動物均易自然感染BDV。迄今為止,BDV在羊駝[9]、浣熊[10]、尖鼠[11]、樹懶、猴子和河馬[7]身上得到證實。近年來,在自由放養(yǎng)的山貓身上也檢測到了BDV。

2.3 人

近十年間,關(guān)于BDV是否能夠感染人類并導致精神疾病這一問題,一直爭論不休。有人證實,在各種精神疾病病人的血清中存在BDV特異性抗體,然而這些抗體也偶爾能在臨床健康的人們身上發(fā)現(xiàn)[4,12]。但也有人沒有發(fā)現(xiàn)抗體和病毒,如Na K S等[13]檢測了198例精神疾病病人的血樣,均未檢到BDV或抗體。對于精神疾病病人血液樣品中的抗體或病毒RNA檢測結(jié)果目前仍然存在非常大的分歧。

3 流行病學

3.1 傳播性

BDV的自然傳播途徑仍然不清楚,但是在調(diào)查試驗性感染的老鼠時發(fā)現(xiàn)BDV能夠經(jīng)尿、鼻腔和淚腺的分泌物排出,提示動物可能通過直接接觸感染性分泌物或間接接觸污染物而感染[1]。大部分野生嚙齒類動物可能扮演著BDV的自然貯主,因為在流行地區(qū),春季和早夏的病例呈明顯增多現(xiàn)象,隨后在秋末和冬季明顯減少,這似乎與嚙齒類動物的生活習性相關(guān)聯(lián)。近來,在瑞士一個流行BD的地區(qū),雙色白齒尖鼠(Crocidura leucodon)被確認為一種BDV的貯主物種[14]。

3.2 潛伏期

自然感染BD的潛伏期在4周至幾個月。對于大部分的試驗性感染動物,其平均潛伏期在2個～3個月。用不同劑量的BDV經(jīng)腦內(nèi)接種感染3頭矮種馬,其結(jié)果表明潛伏期為15 d～26 d。

3.3 發(fā)病率

每年在BD流行地區(qū)的發(fā)病數(shù)不多,其發(fā)病率相對較低。臨床上,BD病例不會大面積出現(xiàn),而大部分情況下是發(fā)生于單個馬匹,或在羊群中出現(xiàn)幾頭羊感染發(fā)病。這個提示自然感染后BD的暴發(fā)很可能依賴宿主的遺傳特性、年齡和免疫狀態(tài),同時與病毒的遺傳性和致病性有關(guān)[15]。

BDV的感染大部分呈隱性經(jīng)過,不易察覺。血清流行病學研究表明,BDV特異抗體的陽性率在臨床健康的德國馬匹中達到11.5%,而在流行地區(qū)則明顯高達至22.5%以及在發(fā)病馬群中可達到50%。

3.4 病死率

通常情況下,自然感染BDV的馬在臨床癥狀出現(xiàn)后,有超過80%的動物在1周～4周內(nèi)死亡。對于牛和羊,相應地有超過50%的動物在1周～6周或1周～3周內(nèi)死亡[15]。對于不太嚴重的病馬,盡管CNS受到侵害,但偶爾也會出現(xiàn)自然痊愈的病例。

4 臨床癥狀

4.1 馬

BDV的自然感染可導致最急性、急性或亞急性病例。臨床癥狀的表現(xiàn)與腦的炎性損傷有關(guān)。臨床癥狀可能表現(xiàn)各不相同,但是典型的一些癥狀則在精神、感覺、敏感性、活動性以及自主神經(jīng)系統(tǒng)方面出現(xiàn)同時的或連續(xù)的一種變化[16]。早期階段,行為或意識的改變是特征性癥狀,并且這些癥狀會逐漸加重。隨后,進食動作緩慢、進食時伴有咀嚼動作(稱之為“Pfeifenrauchen”=“抽煙斗煙樣”)、周期性發(fā)熱、無精打采、嗜睡、昏迷、興奮過度、恐懼和不尋常的好斗性可能會不同程度地出現(xiàn)。

神經(jīng)癥狀變化不定,主要取決于疾病的進程和腦部區(qū)域炎性損傷情況。神經(jīng)癥狀的范圍從運動功能減退和異常姿勢(無意識姿勢)發(fā)展到脊髓反射減退、頭歪斜和感覺遲鈍,在BD病例的更晚期階段還伴有本體感覺器的功能紊亂。在晚期,病馬可能表現(xiàn)為共濟失調(diào)和平衡性喪失。在BD發(fā)病最后階段,病馬表現(xiàn)為神經(jīng)性斜頸、不自主轉(zhuǎn)圈運動和輕微的頭顫抖,隨后出現(xiàn)痙攣,并伴有頭擠壓狀和昏迷。在急性BD病例,通常還可觀察到失明癥狀。超過50%的急性病例的咀嚼和吞咽功能最后發(fā)展成紊亂狀態(tài),從而縮短了發(fā)病的持續(xù)期[15]。

4.2 綿羊

病羊的臨床癥狀與馬的類似,大部分表現(xiàn)為行為和運動紊亂。另外,也可能出現(xiàn)溫和或不明顯的發(fā)病過程。

4.3 牛

自然感染BDV的病牛病例少,其臨床癥狀與病馬的典型臨床癥狀一致。

4.4 兔

病兔,特別是試驗感染兔,表現(xiàn)為急性和致命性的癱瘓癥狀,并伴有失明。

5 解剖病變

5.1 大體解剖病變

一般沒有大體解剖病變,如果出現(xiàn),則在疾病晚期,病馬僅有的病變就是軟腦膜充血、腦水腫或腦內(nèi)積水。

5.2 病理組織學變化

所有自然感染BDV的病例,其組織病理學病變相類似。這些病變局限在腦部(主要在灰質(zhì))、脊髓和視網(wǎng)膜。具有代表性的病變是嚴重的非化膿性腦脊髓灰質(zhì)炎,并伴隨血管周和實質(zhì)性組織的大量淋巴細胞浸潤。神經(jīng)變性不是主要的病變,然而,通常會發(fā)生反應性星形細胞增生現(xiàn)象。血管周圍套主要由巨噬細胞、T淋巴細胞(CD4+和CD8+)以及感染晚期有一些漿細胞組成[15]。

對于病馬,腦部受侵襲的部位主要在嗅球、基底皮質(zhì)、尾狀核、丘腦、海馬和腦室周圍區(qū),尤其是延髓部。有時可見到核內(nèi)嗜曙紅物質(zhì),即“J-D包含體”。該包含體被認為是BD的特征性物質(zhì)。BDV感染鼠和兔的病理特點是非化膿性脈絡視網(wǎng)膜炎,伴隨視網(wǎng)膜桿狀細胞和視錐細胞變性[15]。有趣的是,病馬雖然出現(xiàn)失明的臨床癥狀,但不會發(fā)生視網(wǎng)膜炎癥損傷病變。

6 免疫力

6.1 自然感染

BD是由T細胞介導的細胞免疫、體液免疫參與的免疫性疾病,浸潤的免疫細胞以CD4+T細胞、CD8+T細胞、巨噬細胞和B細胞為特征[21]。目前關(guān)于BDV感染的免疫致病機理數(shù)據(jù),大部分來自于試驗感染嚙齒類動物的相關(guān)研究。這些數(shù)據(jù)表明,BDV感染者的機體抗病毒反應是以T細胞介導的細胞免疫為主的、體液免疫參與的共同防御過程。機體免疫應答過程中有多種細胞因子如干擾素α、β、γ、白介素-12等以及多種抗體發(fā)揮抗病毒效應[17]。Rosario D等[18]認為BDV的RNA經(jīng)過修飾后限制了病毒的擴增,或者使擴增的病毒毒力下降,同時也限制了病毒在組織內(nèi)的大面積散播,這樣不僅保證了宿主細胞的存活,而且也避免了大量抗原存在于血清中引起宿主強烈的免疫反應,從而導致BDV在宿主體內(nèi)的持續(xù)性感染。在馬和羊的自然感染BDV病例中,腦膜炎癥狀伴隨著單核細胞浸潤,同時也發(fā)生免疫細胞浸潤,這些現(xiàn)象與試驗感染鼠的非常相似,提示它們具有相似的免疫致病機理。

6.2 人工免疫

既然BD是一種免疫介導性疾病,那么免疫滅活的病毒制劑或病毒則不能起到保護作用。然而,應用弱毒活疫苗則可以成功保護動物。在德國,馬接種兔化弱毒BDV活疫苗的防疫做法曾經(jīng)執(zhí)行過多年,遺憾的是它的效果仍然存在著問題,因此該做法在1992年也被放棄。目前,應用重組的副痘病毒體進行相關(guān)研究取得了一些新的進展,研究表明重組病毒的做法對BD的預防是有希望的,但是在田間的使用效果上還需要進一步的研究[19]。從BD的免疫致病機理來看,研究人員認為人工免疫需要保持謹慎態(tài)度。

7 診斷

7.1 田間診斷

對BD的臨床診斷必須保持著懷疑態(tài)度,直到實驗室確診。BD的臨床神經(jīng)癥狀可能表現(xiàn)為一種復雜的形式,原因是腦部損傷呈多點或散在狀分布。

7.2 實驗室診斷

實驗室診斷數(shù)據(jù)大部分來自于病馬的研究。

7.2.1 樣品 血清和腦脊液(CSF)可以用于BD的宰前診斷,來檢測BDV特異性抗體。對于BD的宰后診斷,不僅需要收集血清和CSF,還需要收集新鮮的腦組織(尾狀核、海馬、大腦皮層)、眼(視網(wǎng)膜)、淚腺和腮腺、三叉神經(jīng)節(jié)、腦垂體以及脊髓,并且冷凍保存[20]。組織樣本是用于檢測病毒抗原、病毒特異性 RNA和感染性病毒。這些組織也可以用100 mL/L甲醛溶液固定以進行組織病理學檢查。

7.2.2 實驗室檢測方法

7.2.2.1 宰前診斷 通常情況下,臨床病馬的血液和生化參數(shù)是正常的,但也時常出現(xiàn)非特異性高膽紅素血癥。在本病的急性時期,CSF中的蛋白濃度會升高,同時伴有腦脊液淋巴單核細胞異常增多[20]。應用套式RT-PCR方法可檢測到CSF分離細胞中的BD病毒RNA[21]。

應用免疫印跡方法(WB)、ELISA方法或IFA方法能夠檢測血清和/或CSF中的BDV特異抗體,其中IFA方法公認為最可靠的方法。

7.2.2.2 宰后診斷 BD的宰后診斷需要進行組織病理、免疫組織化學(IHC)或病毒學方法檢測。比較性研究表明,上述三種方法以及套式RT-PCR方法在BD的急性病例中診斷結(jié)果是一致的。通常,BD的病毒分離和原位雜交法檢測病毒特異性RNA的結(jié)果完全可以確診BD,然而,當病料發(fā)生自溶時這兩種結(jié)果就不太可靠。對于這種情況,IHC和WB方法就要優(yōu)先選擇使用[15]。

8 預防和控制

到目前為止,BD仍沒有有效的治療方法。近年,三環(huán)癸胺硫酸鹽,一種抗A型流感病毒活性的藥物,被推薦用于BD病馬的治療。然而,它在BDV感染細胞和感染動物上的療效不一致。Rubin S A等[22]用α-4結(jié)合素單克隆抗體治療動物BD,結(jié)果在慢性漸近性BD病例中獲得了顯著的臨床效果,CNS中免疫細胞浸潤顯著減少。

9 展望

隨著研究的深入,人們將逐漸揭開BDV與人類某些精神疾病的關(guān)系。BDV在動物的發(fā)病機制和機理仍然不太清楚,這將是今后研究的課題。

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Borna Disease

LIU Yu-tian,SUN Cheng-you,CHI Tian-ying,SONG Fang

(China Animal Health and Epidemiology Center,Qingdao,Shandong,266032,China)

Borna disease(BD)which initially occurred in horses in German is a progressive meningopolioencephalitis.This disease can affect a variety of animal species and possibly humans.The incidence of BD is relatively low.The mortality of BD is relatively high.Animals can be infected with BDV by direct or indirect contact with infectious secretions and fomites.There are various clinical signs in BD,but typical signs are usually in psyche,sensorium,sensibility,motility and in the autonomous nervous system.BD is a kind of immune-mediated disease and can affect animals and humans persistently.It is difficult to diagnose BD via clinical signs.Definitive diagnosis needs experimental detection.BDV,as a non-retrotranscriptional virus,can tampere human genome which will activate scientist＇s new interesting on study.This review included etiology,host range,epidemiology,clinical signs,post-mortem lesions,immune response,diagnosis,prevention and control of BD.

Borna disease;horse;neurological sign;human;psychiatric disease

S858.21;S852.652

B

1007-5038(2010)09-0108-05

2010-03-01

農(nóng)業(yè)(奶牛)現(xiàn)代化體系建設項目(2060302)

劉雨田(1976-),男,江西吉安人,助研,博士,主要從事獸醫(yī)病理和免疫學診斷工作。